达纳法癌症研究所的科学家们采用一种高度选择性的治疗策略,通过靶向让癌症“上瘾”的异常蛋白,成功抑制了小鼠的乳腺癌和一种白血病,且未对正常组织造成明显毒性。该研究成果于10月16日发表在《癌细胞》(Cancer Cell)杂志上,资深作者为达纳法癌症研究所的Peter Sicinski博士。
实验靶向两个相关蛋白——细胞周期蛋白D1(cyclin D1)和细胞周期蛋白D3(cyclin D3),它们控制细胞生长周期。在许多癌症中,这些蛋白水平异常升高,刺激细胞过度增殖形成肿瘤。新研究证实,癌症对这些蛋白的“成瘾性”是其致命弱点,可通过抑制剂药物安全靶向,从而阻止肿瘤生长或诱导癌细胞死亡。
基于这些发现,达纳法癌症研究所的科学家们正在设计一项临床试验,使用试验性细胞周期蛋白抑制剂PD0332991(已在一种淋巴瘤中测试过)。论文第一作者Yoon Jong Choi博士表示:“针对单个细胞周期蛋白完全清除白血病,而小鼠仍保持健康,这一发现令人印象深刻。我们认为这种方法作为某些癌症类型的潜在治疗非常有前景。”
实验中,一些小鼠被工程化改造为ErbB2癌基因驱动的乳腺癌模型,另一些则被改造为Notch1异常信号通路驱动的T细胞急性淋巴细胞白血病(T-ALL)模型。在一项实验中,人类T-ALL细胞被移植到小鼠体内并形成疾病。研究人员证实,阻断cyclin D1可使乳腺癌细胞进入不可逆的衰老状态,终止其生长周期;而在T-ALL白血病小鼠中,抑制cyclin D3可诱导癌细胞凋亡(程序性细胞死亡)。此外,细胞周期蛋白D抑制剂对人类血癌细胞也显示出相似效应。
细胞周期蛋白作为“检查点”守卫者,控制细胞周期中的静止、生长和分裂阶段。D型细胞周期蛋白决定细胞何时开始DNA复制,为分裂做准备。在许多癌症中,过量的细胞周期蛋白导致细胞过度增殖。乳腺癌、肺癌、子宫内膜癌、胰腺癌、睾丸癌和多发性骨髓瘤等血液癌症中均发现cyclin D1、D2和D3的异常表达。
2001年,Sicinski在《自然》杂志上报告,缺失cyclin D1的小鼠能抵抗乳腺癌发生。然而,多年后仍不清楚敲除cyclin D1能否阻止已形成的癌症,或乳腺癌是否长期依赖该蛋白。此外,正常细胞能否在无cyclin D1的情况下存活也不明确——若不能,靶向该蛋白治疗癌症可能过于危险。为解答这些问题,Choi和同事开发了一种小鼠品系,可通过他莫昔芬(tamoxifen)在任何时间点失活cyclin D蛋白。Choi说:“通过生成这些‘条件性’敲除小鼠,我们首次能够解析这些问题。”该效应是全身性的,不仅影响癌细胞,也影响所有体细胞。当关闭cyclin D蛋白时,成瘾的癌细胞被抑制,但正常细胞不受影响。作者指出,阻断细胞周期蛋白D“代表了一种特异性靶向癌细胞、而对正常组织无明显影响的高度选择性抗癌策略。”